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韩国开发出常温液体金属-空气电池技术

随着第四次工业革命时代的到来,可穿戴电子产品也在快速发展,相关的电池技术也引起了业内的广泛关注。这样的可穿戴电池要求具备较高的能量密度和输出性能,另外,还要求与服装功能相同的伸缩性和灵活性,甚至还可以洗涤,而且杜绝起火。

近期,韩国研究团队发布了一项新概念的电池技术,向纤维纱内部注入液态的电极物质,其机械性能与现有纤维产品相同,还可以储存电能。

韩国科学技术研究院(KIST)能源储存研究团队的李宗基(音译)博士和柳继成(音译)博士在全球早采用常温液态的Ga/In共融化合物,成功开发出金属-空气电池(air-cell)的全新阴极材料,有望替代现有的二次电池。另外,中国的刘桂成博士也作为海外优秀先进研究者,自2015年开始正式加入到李宗基博士的研究团队。

现有的大部分柔软金属空气电极主要是较薄的丝状或带状形态,具有类似弹簧的结构;伸缩性的基材之间配置了电池存储单元;基材表面涂覆上电极层,交织或编制成类似面料的织物结构,从而确保其柔软性和伸缩性,不过,通常来说,要想确保材料具有纤维一样的柔软性和伸缩性并非易事。与传统的铝锌空气电池相比,KIST的李博士团队采用安全的共融液体金属空气电池技术,开发的可穿戴电池储存装置不仅能量密度高,还具有收缩恢复能力和弯曲感。

本研究开发的Ga/In共融液体金属空气电池向纤维纱内部注入电极物质,就可使得电极活性物质达到100%以上的伸缩性,半径弯曲可达1mm以下的柔软性,维持为柔软的形状,在确保高容量和高输出的同时,还具有与纤维产品相同的柔软性和伸缩性,作为一种全新的电池材料。

此项研究成果实现了电极的高稳定性和长寿命,在确保高性能的同时,还通过空间设计实现了自由变形,与复杂的纳米工艺技术相比,通过简单的混合工艺就可以制造复杂金属的电极,只需较低成本就可以完成高伸缩性和可变性的电极工艺,为了实现这一技术的后期推广,目前正在进行商用化技术的评价工作。此次研究开发的电池技术有望成为第四次工业革命能量储存系统的全新解决方案

另外,本研究得到了韩国科学技术信息通信部和韩国研究财团中坚研究业务及海外优秀先进研究者支撑业务的大力扶植,研究成果刊登于化学物理领域的国际学术期刊《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)的新一期。

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原标题:韩国开发出常温液体金属-空气电池技术


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